机场协同决策系统融合多点定位系统数据的研究

习悦 吴世桂 李运生 陈龙 杨翱飙

摘要：机场协同决策系统的创建，可以融合机场、空管、航空公司、监管等各民航单位的信息，对各单位的应变能力和自动决策能力的提高有很大的辅助作用。多点定位系统可以实现对机坪区域航空器、车辆等活动目标的精准定位，实现多点定位系统与机场协同决策系统的数据融合，可以更加便捷地了解航班动态信息，协助安排每架飞机在场面的运行过程，对提升场面运行的效率有很大的帮助。

关键词：机场协同决策系统;多点定位系统;TDOA

一.研究背景

2017年，民航局发布了《关于进一步统筹机场协同决策（Airport-Collaborative Decision-Making，A-CDM）建设的通知》，要求在2018年底前旅客吞吐量3000万以上的机场A-CDM数据要与民航局运行监控中心运行数据共享平台及空管CDM系统完成对接，以全面实现机场、航空公司、空管和监管单位等各单位之间信息的互通互联。

A-CDM是将机场、空管、航空公司等相关方集成至统一平台，通过计算机网络、通信以及开放式数据信息管理等技术，将各单位的信息进行融合、分析和处理，实现一定的辅助性决策，进而提高各空管部门和航空公司的应变能力与自动决策能力，达到机场运营管理协同决策的目的。

近年来，多点定位系统（Multilateration System，MLAT）作为一种新兴的场面监视系统，已推广应用在全国很多机场。MLAT可以实现进近区域精度30m、场面精度7.5m的航空器定位，并能提供航空器的实时位置信息、停机位分配信息等。将MLAT数据融入到A-CDM系统中，可以高效率高精准地了解场面航空器的运行情况，对进离场航班进行快速掌握和分配，对整个系统的高效运行有很大的辅助作用。

二.民航协同决策发展情况简介

A-CDM系统应用可以概括为4个方面：

（1）基于广播式自动相关监视（Automatic Dependent Surveillance- Broadcast，ADS-B）数据，综合展现本场航班执行情况、延误情况、机位实时占用情况等。

（2）通过与空管CDM系统打通，A-CDM为CDM提供准确及时的地面保障时间，帮助提高COBT和CTOT的准确性。

（3）通过视频监控、车辆定位和人工智能等技术，A-CDM系统能够对30%以上的保障时间节点进行自动记录和采集，并用以判断航班保障状态，分析延误原因。

（4）A-CDM可以提供机位动态监控和占用可视化，并实现当前机场停机坪上工作状态的直观显示（包括各机位停靠飞机状态、类型，及航油车、餐食车等保障车辆信息）。

目前，华东、中南等地区形成区域机场群，均在推行建立协同决策系统。2017年8月份的试验统计数据显示，广州本场参与试运行的576个航班如按系统发布的时间提供地面服务，关闭航空器舱门后，航空器等待时间节约了13420分钟，平均等待时间较之前比少23.30分钟;同时，9月的试验数据分析显示，在实施协同决策后，京广航路节约关舱门后地面等待时间能够达1645分钟，节省燃油共3290公斤。

三.多点定位系统的技术原理和应用介绍

2004年，ICAO发表了《先进场面活动引导和控制（Advanced Surface Movement Guidance and Control System， A-SMGCS）手册》，手册中提出让机场引进全新的监视设备来对整个场面的活动进行更为精准的监控、指挥，以提高机场的运营安全性，并满足日益增长的容量需求。基于多点定位的监视系统成为了其中的一个研究重点。

多点定位系统依靠目标发出的无线电信号进行定位探测，该系统接收飞机或车辆发出的1090MHz A/C模式和S模式应答信号、ADS-B信号、机载空中交通预警和防撞系统 （Traffic Alert and Collision Avoidance System，TCAS）信号等其他信号，通过计算信号到达各个接收站的时差（Time Difference of Arrival ，TDOA）来实现对民用航空运输中的飞机、车辆等活动目标的探测和定位。同时多点定位系统还可以向覆盖范围内的目标发送询问信号，以实现对覆盖范围内目标的全监视能力。

多点定位的技术特点可归纳为以下几点：

（1）不需要改装机载电子设备;

（2）精度较高，场面监视精度可达7.5米，空中进近区域监视精度可达30米;

（3）更新率高;

（4）识别能力强;

（5）可以同时支持基于1090ES的ADS-B数据的接收;

（6）能够提供对已安装1090MHz应答机的车辆场面活动的监视;

（7）布局灵活，安装简单，场面监视无盲区，能够适应机场的更改扩建，且升级方便。

四.协同决策系统融合多点定位数据的分析与展望

引接了多点定位系统数据后，场面活动监控终端可以查看场面以及距场面约200km以内的飞机，并且在飞机即将进场时，系统会自动倒计时飞机的落地时间。

MLAT监控终端能够实时显示场面上飞机和车辆的运行情况，A-CDM系统如果能够实现对多点定位系统数据的融合，就能很方便的查看进离港航班的信息，协助安排每架飞机在场面的运行过程（停机位、推出时间等），地面服务也能够及时地安排旅客登机，场面运行的效率能够得到很大的提升。尤其是在春运、恶劣天气等场面运行较为拥堵的特殊情况下，提早安排好各架航班运行也能够在很大程度上减少航班延误，提高航班运行准点率。两套系统的数据融合，一定能够推进机场对场面活动的高效把握，提升航班运行效率，实现A-CDM精准的信息互通。

参考文献

[1]http：//www.caac.gov.cn/INDEX/ 中国民用航空局网站www.euro-cdm.org 欧洲CDM门户网站

[2]行动计划-机场CDM实施-第一版-CFMU和EUROCONT ROLAOE，2008年9月

[3]張睿，孔金凤，机场场面监视技术的比较和发展[J].中国西部科技，2010，9（198）：34-35，52